DE1068903B

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Publication number: DE1068903B
Application number: DENDAT1068903D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-12

Description

Direkt und trägheitsarm schreibender Oszillograph mit elektrolytisch beeinflußbarem Registrierband Bei schreibenden Meßgeräten mit sofort sichtbarer, bleibender Registrierung erfolgt die kurvenmäßige Darstellung eines veränderlichen Vorganges, z. B. eines elektrischen Spannungs- oder Stromverlaufes, vorzugsweise in der Weise, daß der Schreibstift eines Schreibsystems aus seiner Ruhelage heraus je nach dem augenblicklichen Wert der den darzustellenden Vorgang kennzeichnenden Meßgröße ausgelenkt wird und daß eine seiner Bewegung entsprechende Spur auf einem Registriermittel, z. B. einem Papierstreifen, erzeugt wird, der sich senkrecht zu der Schreibbewegung des Stiftes bewegt. Solche Meßgeräte sind lediglich für die Registrierung verhältnismäßig langsamer Vorgänge geeignet.Direct and low-inertia writing oscilloscope with electrolytic adjustable recording tape For writing measuring devices with immediately visible, Permanent registration is followed by the curve-like display of a variable Process, e.g. B. an electrical voltage or current curve, preferably in such a way that the pen of a writing system out of its rest position depending on the current value of the process that characterizes the process to be represented Measured variable is deflected and that a track corresponding to its movement on a Registration means, e.g. B. a paper strip is generated, which is perpendicular to the writing movement of the pen moves. Such measuring devices are only for the Registration of relatively slow processes suitable.

Oszillographen dieser Art genügen knapp für die Registrierung von Schwingungen einiger hundert Hertz. Bei zunehmender Frequenz der aufzuzeichnenden Schwingungen nimmt die Schwingweite eines mechanischen Systems sehr stark ab, so daß zur Bewegung des Schreibstiftes große Leistungen notwendig werden, zumal auch die Lagerung sowie die durch Federung erzeugte Rückstellkraft einen beachtlichen Leistungsaufwand erfordern. Oscillographs of this type are barely sufficient for registering Oscillations of a few hundred hertz. As the frequency of the recordings increases Vibrations, the amplitude of a mechanical system decreases very sharply, see above that great efforts are necessary to move the pen, especially as well the storage and the restoring force generated by the suspension make a considerable difference Require performance effort.

Es sind weiterhin Oszillographen bekanntgeworden, mit denen Schwingungen des gesamten Tonfrequenzbereiches aufgezeichnet werden können. Sie sind als Schleifenoszillographen bekannt. Bei ihnen werden jedoch die aufgenommenen Kurvenzüge erst nach einem umständlichen Entwickeln der Aufzeichnungen in der Dunkelkammer sichtbar. Oscillographs have also become known with which vibrations the entire audio frequency range can be recorded. They are called a loop oscilloscope known. With them, however, the recorded curves are only after a cumbersome Develop the records visible in the darkroom.

Ebenso sind Kathodenstrahlröhren (Braunsche Röhren) bekannt, bei denen die Registrierung normalerweise auch auf photographischem Wege erfolgt. Cathode ray tubes (Braun tubes) are also known at which the registration is usually also done by photographic means.

Mit Hilfe dieser Röhren sind zwar Schwingungen bis zu den höchsten Frequenzen registrierbar, jedoch ist außer dem umständlichen Entwickeln der für Kathodenstrahlröhren notwendige große Aufwand zu berücksichtigen.With the help of these tubes vibrations are indeed up to the highest Frequencies can be registered, but besides the cumbersome development of the Cathode ray tubes necessary great effort to be considered.

Dieser Aufwand bleibt auch dann bestehen, wenn mittels eines solchen Röhrensystems auf einer Fläche aus elektrisch isolierendem Material, z. B. der inneren Fläche des Kolbenbodens der Röhre, dem Meßvorgang entsprechend Ladungen aufgebracht und die Kurvenzüge in bekannter Weise durch Bestäuben der äußeren Kolbenwand sichtbar gemacht werden, so daß kein Photographieren und Entwickeln nötig ist. Ohne Kathodenstrahlröhre mittels Ladungen auf solchen Flächen Oszillogramme, sogar Bilder, aufzuzeichnen, ist ebenfalls bekannt, jedoch sind für den Transport der Ladungseinrichtung an die Stellen, an denen die Ladungen jeweils aufgebracht werden sollen, wieder mechanische Mittel erforderlich, so daß die Aufzeichnung schneller Vorgänge aus bereits erläuterten Gründen nicht möglich ist. Solche Einrichtungen sind praktisch nur dort brauchbar, wo die Ladungseinrichtung nicht in Abhängigkeit von einer Meßgröße bewegt zu werden braucht, z. B. bei der Aufzeichnung von Vorgängen in Sprossenschrift beim Tonfiltn od. dgl. Das Bestäuben von Ladungen tragenden Isolationsfiächen bedeutet aber überdies eine lästige Arbeit. Auch das bekannterweise innerhalb der Aufnahmeapparatur automatisch erfolgende Bestäuben sowie das Fixieren der Aufnahmen stellt hinsichtlich des notwendigen Aufwandes einen großen Nachteil dar. This effort remains even if by means of such a Tube system on a surface made of electrically insulating material, for. B. the inner Area of the piston crown of the tube, charges applied according to the measuring process and the curves are visible in a known manner by dusting the outer bulb wall can be made so that no photography and developing are necessary. Without cathode ray tube to record oscillograms, even pictures, by means of charges on such surfaces, is also known, but are used to transport the cargo equipment to the Places where the charges are to be applied, again mechanical Means required so that the recording of faster processes from already explained Reasons is not possible. Such bodies are practically only usable there, where the charging device does not have to be moved as a function of a measured variable needs, e.g. B. when recording processes in sprout script with Tonfiltn or the like. The dusting of charge-carrying insulation surfaces also means a chore. As is well known, this is also done automatically within the recording apparatus dusting taking place and the fixing of the recordings provides with regard to the necessary A major disadvantage.

Es sind auch mechanische Schreibgeräte bekannt, bei denen die Aufzeichnung auf einem besonders präparierten Registriermittel durch elektrochemische Einwirkung erfolgt, wie das z. B. bei der Bildtelegraphie geschieht. Das sofortige Registrieren veränderlicher Vorgänge (Oszillographieren) auf diese Art ist ebenfalls seit langem bekannt und hat sich bewährt, jedoch war dieser Weg für die Registrierung sehr schneller Vorgänge ebenfalls nicht gangbar, da die schreibende Elektrode stets eine Masse darstellt und da somit zu deren Steuerung wiederum verhältnismäßig große Trägheitskräfte zu überwinden sind. There are also mechanical writing implements known in which the recording on a specially prepared recording medium by electrochemical action takes place, as z. B. happens in image telegraphy. Immediate registration variable processes (oscillographing) in this way has also been around for a long time known and has proven itself, but this way of registering was very quicker Processes also not feasible because the writing electrode always has a mass represents and there thus in turn relatively large inertial forces for their control to be overcome.

Es ist an dieser Stelle noch besonders darauf hinzuweisen, daß schreibende Meßgeräte im allgemeinen mechanisch sehr empfindlich sind. Dies gilt sowohl für solche, bei denen Trägheitskräfte zu überwinden sind, als auch für diejenigen, die trägheitslos schreiben. It should be pointed out at this point that writing Measuring devices are generally very sensitive mechanically. This applies to both those who have to overcome inertia as well as those who write indolently.

Braunsche Röhren z. B. mit ihrem recht komplizierten, im Glaskolben untergebrachten System sind sehr stoßempfindlich.Braun tubes e.g. B. with their quite complicated, in the glass flask housed system are very sensitive to shock.

Es sind auch nach dem magnetischen Grenzlinienverschiebungsverfahren arbeitende Registriergeräte bekanntgeworden. Bei diesen Verfahren entsteht das Schriftbild durch eine sich in der Farbe von der Gesamtfläche unterscheidende und dadurch abhebende Grenzlinie, die in gewisser Hinsicht in ähnlicher Weise entsteht, wie dies bei der vorliegenden Erfindung der Fall ist. They are also based on the magnetic boundary line shift method working recording devices became known. The typeface is created in this process by a color that differs from the total area and thus stands out Boundary line, which in some respects is similar Way arises, as is the case with the present invention.

Die Erfindung betrifft nun ein elektrolytisches Verfahren, bei welchem - wie beim Grenzlinienverschiebungsverfahren - kein beweglicher Schreibgriffel vorgesehen ist, so daß jegliche träge Masse entfällt, die etwa den Frequenzbereich einengen könnte. Der Nachteil des magnetischen Verfahrens besteht im wesentlichen darin, daß der Kontrast der Färbungen vielfach nicht die für die visuelle Betrachtung erwünschte Prägnanz aufweist. Zudem sind die Folien im Verhältnis zu einfachen oder etwa chemisch präparierten Papierfolien trotz der Möglichkeit der wiederholten Verwendung nach dem Löschen der Aufzeichnungen verhältnismäßig unwirtschaftlich, was insbesondere bei Apparaturen, die infolge langer Aufzeichnungszeiten einen großen Verbrauch an Aufzeichnungsträgern aufweisen, erheblich ins Gewicht fallen kann; als Beispiel seien elektromedizinische Anwendungsgebiete genannt. The invention now relates to an electrolytic process in which - as with the boundary line shift method - no movable stylus is provided is, so that any inert mass is eliminated, which approximately narrow the frequency range could. The main disadvantage of the magnetic method is that that the contrast of the colorations is often not that desired for visual observation Has conciseness. In addition, the foils are relative to simple or somewhat chemical prepared paper foils despite the possibility of repeated use the deletion of the records relatively uneconomical, which in particular in equipment that consumes a lot as a result of long recording times Have recording media, can be significant; as an an example Electromedical fields of application are mentioned.

Bei einem direkt und trägheitsarm schreibenden Oszillographen mit einem fortlaufenden, elektrolytisch beeinflußbaren Registrierband, welches zwischen zwei mit ihm im Kontakt stehenden schneidenförmigen Elektroden hindurchläuft, die senkrecht zur Vorschubrichtung angeordnet sind und sich über die gesamte Registrierbandbreite erstrecken und von denen mindestens eine ein Widerstand ist und die andere als dessen Gegenelektrode wirkt, mit Mitteln zur Erzeugung eines elektrischen Potential gefälles zwischen den Elektroden an den Punkten ihrer Erstreckung durch Zuführung veränderlicher elektrischer Potentiale an die Elektroden, werden erfindungsgemäß die die Potentialdifferenz erzeugenden elektrischen Potentiale an beiden Enden des Widerstandes sowie an die Gegenelektrode derart zugeführt, daß sich längs der Erstreckung der Elektrodenschneiden zwischen Widerstand und Gegenelektrode, dem aufzuzeichnenden Vorgang entsprechend, laufend eine Stelle gleichen elektrischen Potentials zwischen Widerstand und Gegenelektrode ergibt, an welcher die elektrolytische Verfärbung des Registriermittels unterbleibt und welche den zu markierenden Vorgang kennzeichnet. With a direct and low-inertia writing oscilloscope a continuous, electrolytically influenceable recording tape, which between two blade-shaped electrodes in contact with it, which are arranged perpendicular to the feed direction and extend over the entire width of the registration belt extend and at least one of which is a resistance and the other as that Counter electrode acts, with means for generating an electrical potential gradient variable between the electrodes at the points of their extension by supplying them electrical potentials at the electrodes are, according to the invention, the potential difference generating electrical potentials at both ends of the resistor as well as to the Counter electrode fed in such a way that along the extension of the electrode cutting between resistor and counter electrode, according to the process to be recorded, continuously a point of the same electrical potential between the resistor and the counter electrode results in which the electrolytic discoloration of the recording means does not occur and which identifies the process to be marked.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert: In Fig. 1 stellt Rr einen elektrischen Widerstand dar. Ist der Widerstand stromdurchflossen, so bestehen längs des Widerstandes verschiedene Potentiale z. B. gegenüber dem - -Pol der Batterie als Nullpotential. Bei gleichbleibendem spezifischem Widerstand über die ganze Länge besteht somit ein linear verlaufendes Potentialgefälle. Gegenüber dem Widerstand ist eine Gegenelektrode angebracht. Bringt man diese mittels einer positiven Vorspannung auf ein vorbestimmtes Potential, das wertmäßig innerhalb der Potentiale am Widerstand Rr liegt, so bestehen über die ganze Länge des Widerstandes bzw. der Gegenelektrode entsprechend verschiedene Potentialdifferenzen. An einer ganz bestimmten Stelle der Erstreckung der Gegenelektrode herrscht die Potentialdifferenz Null, nämlich da, wo das Potential an der zugeordneten Stelle des Widerstandes gleich dem der Gegenelektrode ist. The invention is based on the drawings of an exemplary embodiment explained: In Fig. 1, Rr represents an electrical resistance. Is the resistance with current flowing through it, there are different potentials along the resistance z. B. compared to the - pole of the battery as zero potential. With the same specific Resistance over the entire length thus exists a linear potential gradient. A counter electrode is attached opposite the resistor. If you bring this by means of a positive bias to a predetermined potential that is within the potentials across the resistor Rr exist over the entire length of the resistor or different potential differences corresponding to the counter electrode. At a The potential difference prevails at a very specific point in the extension of the counter electrode Zero, namely where the potential is the same at the assigned point of the resistor that of the counter electrode.

Zwischen dem Widerstand und der Gegenelektrode befindet sich nun das Registriermittel, ein elektrochemisch veränderbarer Papierstreifen P. Wird das Registriermittel zwischen den beiderseits anliegenden Elektroden, dem Widerstand und der Gegenelektrode, hindurchgezogen, so wird es gemäß der Wirksamkeit der Potentialdifferenzen elektrochemisch beeinflußt. There is now between the resistor and the counter electrode the recording means, an electrochemically changeable paper strip P. Will that Registration means between the electrodes on both sides, the resistor and the counter electrode, drawn through it, it will be according to the effectiveness of the potential differences influenced electrochemically.

Lediglich an der Stelle, wo keine Potentialdifferenz besteht, erfolgt keine solche Veränderung. Wird das Potential der Gegenelektrode geändert, z. B. im Rhythmus der aufzuzeichnenden Vorgänge, so wird auch die Stelle, an der die Potentialdifferenz (die Spannung) Null ist, in jedem Augenblick eine andere sein, d. h., der spannungslose Punkt wandert auf dem Registriermittel quer zur Vorschubrichtung hin und her. Hierbei ist vorausgesetzt, daß die Elektroden so ausgebildet sind, daß die Registrierung auch praktisch punktförmig erfolgen kann: es muß wenigstens eine von ihnen über ihre ganze Länge, d. h. über die Registrierbreite, Punkt für Punkt z. B. strichförmig am Registriermittel anliegen, was sich durch entsprechende Formgebung, Schneidenausbildung usw. dieser Elektrode erreichen läßt.Only at the point where there is no potential difference exists, takes place no such change. If the potential of the counter electrode is changed, e.g. B. in the rhythm of the processes to be recorded, so is the point at which the potential difference (the tension) is zero, being different in every moment, i.e. i.e., the dead one Point moves back and forth on the registration means transversely to the feed direction. Here is provided that the electrodes are designed so that the registration can also be practically punctiform: there must be at least one of them over their entire length, d. H. over the registration width, point by point z. B. line-shaped rest on the registration means, which is reflected in the corresponding shaping, cutting edge training etc. can achieve this electrode.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 läßt weiter erkennen, wie mittels einer Röhrenanordnung sehr leicht auch die Vorspannung der Gegenelektrode durch den von der Reihenschaltung der Röhre Rö und dem Widerstand Ra erzielten Spannungsabfall erzeugt werden kann, indem die Röhre Rö mit der Gegenelektrode M über die Leitung B verbunden ist. Das Ganze stellt eine Brückenschaltung dar. Brückenschaltungen sind an sich in den verschiedensten Varianten bekannt, so daß auf diese nicht weiter eingegangen zu werden braucht; sie ist auch nicht Gegenstand der Erfindung. The embodiment of FIG. 1 further shows how by means of a tube arrangement by the bias of the counter electrode very easily the voltage drop achieved by the series connection of the tube Rö and the resistor Ra can be generated by placing the tube Rö with the counter electrode M over the lead B is connected. The whole is a bridge circuit. Bridge circuits are known per se in a wide variety of variants, so no further on these needs to be entered; it is also not the subject of the invention.

Zum Registriervorgang selbst ist noch folgendes zu bemerken. Durch die elektrochemische Wirkung wird das Registriermittel verfärbt. Der Meßvorgang wird dadurch registriert, daß seinem Verlauf entsprechend keine Verfärbung eintritt. Bei Dunkelfärbung erhält man dann z. B. eine der normalen Farbtönung entsprechend helle Kurve auf dunklem Untergrund. Ist das Registriermittel nur für eine Stromrichtung empfindlich, so ist nur die unterhalb oder oberhalb der Kurve liegende Fläche verfärbt, während die jenseits der Kurve liegende Fläche ungefärbt bleibt. Das beruht auf der Tatsache, daß die Spannungsverteilungen zwischen Registrierwiderstand und Gegenelektrode einer Kurve nach Fig. 2 entsprechen. Beim geradlinigen Verlauf ist vorausgesetzt, daß der Widerstand des Registriermittels sehr groß ist. Besitzt dieses einen konstanten Widerstand, so ändert sich die Spannungskurve, wie in der Figur gestrichelt dargestellt ist. Es kann noch der Fall eintreten, daß der Widerstand des Registriermittels von der anliegenden Spannung abhängig ist. Hierbei kann die Spannungskurve auch wie die strichpunktierte Linie verlaufen. The following should also be noted about the registration process itself. By the electrochemical effect will discolour the recording medium. The measuring process is registered by the fact that no discoloration occurs according to its course. If the color is dark, then z. B. one of the normal color shade accordingly light curve on a dark background. Is the registration means only for one current direction sensitive, only the area below or above the curve is discolored, while the area beyond the curve remains uncolored. That is based on the fact that the voltage distributions between the registration resistor and the counter electrode correspond to a curve according to FIG. In the case of a straight course, it is assumed that that the resistance of the registration means is very great. Has this one constant Resistance, the voltage curve changes, as shown in dashed lines in the figure is. It can also happen that the resistance of the recording means of depends on the applied voltage. Here the voltage curve can also be like the dash-dotted line run.

Jedoch können alle diese Umstände keine Verbreiterung der Kurve oder gar eine Verformung bedingen, da der Verlauf der Spannungskurve beim Nulldurchgang bei allen Amplituden praktisch linear ist. Die Schärfe bzw. Unschärfe ist vielmehr durch die Empfindlichkeit des Registriermittels bedingt. Ihr entspricht in Fig. 2 die Strecke x-y, über der nach dem Nulldurchgang die Spannung den Wert erreicht hat, bei dem die volle elektrochemische Verfärbung, z. B.However, all of these circumstances may not widen the curve or even cause a deformation, since the course of the voltage curve at the zero crossing is practically linear at all amplitudes. The sharpness or blurring is rather due to the sensitivity of the recording medium. In Fig. 2 the distance x-y, over which the voltage reaches the value after the zero crossing has in which the full electrochemical discoloration, e.g. B.

Schwärzung des Registriermittels erreicht wird. Das wäre im Punkt a der Fall. Eine höhere Spannung bedingt keine Schwärzungszunahme, da bei dieser Spannung bereits die Sättigung der Schwärzung erreicht ist. Da die Empfindlichkeit der bekannten chemischen Registriermittel verhältnismäßig groß ist, beträgt die Unschärfe nur Bruchteile eines Millimeters und tritt somit nicht störend in Erscheinung.Blackening of the registration means is achieved. That would be the point a the case. A higher voltage does not result in an increase in blackening, as this does Voltage has already reached saturation of the blackening. Because the sensitivity the known chemical registration means is relatively large, is the Blurring is only a fraction of a millimeter and therefore does not appear disruptive.

In Fig. 3 ist die Registriereinrichtung des erläuterten Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt. In Fig. 3 is the registration device of the illustrated embodiment shown schematically.

Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Meßgerät ist die untere Frequenzgrenze zu registrierender Vorgänge die Gleichstromkomponente. Die höchste registrierbare Frequenz dürfte allein durch die erzielbare Relativgeschwindigkeit bzw. die Schreibgeschwindigkeit begrenzt sein. Bei einer solchen von nur 10 m/sec liegt die höchste registrierbare Frequenz schon bei etwa 10 Hz, wie etwa bei den bekannten Grenzlinienverschiebungsverfahren. Kommt es lediglich auf eine Untersuchung der Amplitude der Meßspannung an, so kann die obere Frequenzgrenze noch erweitert werden, indem ein Gleichrichter verwendet wird, der nur die Scheitelspannung als zu registrierende Meßgröße auf das Schreibgerät überträgt (zur direkten Aufnahme von Frequenz-, Modulationskurven usw.). In a measuring device designed according to the invention, the lower frequency limit is operations to be registered the DC component. The highest The frequency that can be registered is likely solely due to the relative speed that can be achieved or the writing speed may be limited. With such a speed of only 10 m / sec the highest frequency that can be registered is around 10 Hz, such as with the known boundary line displacement method. It just comes down to an investigation the amplitude of the measuring voltage, the upper frequency limit can be extended by using a rectifier which only has the peak voltage as transfers the measured variable to be recorded to the writing instrument (for direct recording of frequency, modulation curves, etc.).

Claims

PATENT CLAIM: Direct and low-inertia writing oscilloscope with a continuous, electrolytically influenceable recording tape, which between two blade-shaped electrodes in contact with it, which are arranged perpendicular to the feed device and extend over the entire width of the registration belt extend and at least one of which is a resistance and the other as that Counter electrode acts, with means for generating an electrical potential gradient variable between the electrodes at the points of their extension by supplying them electrical potentials to the electrodes, characterized in that the potential difference generating electrical potentials at both ends of the resistor as well as to the Counter electrode are fed in such a way that along the extension of the electrode cutting between resistor and counter electrode according to the process to be recorded continuously a point of the same electrical potential between the resistor and the counter electrode results in which the electrolytic discoloration of the recording means does not occur and which identifies the process to be marked.

Considered publications: German Patent Specifications No. 815,850, 834,754; French Patent No. 866 003; U.S. Patent No. 2,485,678; "Funkechnik" magazine, 1952, issue 13, see pp. 358 and 359; magazine Electronics, April 1952, see pp. 116 to 120.